原位研究 ATP 合成

线粒体在补充用于提供细胞能量的分子--ATP 方面起着至关重要的作用。这是通过将质子（H+）穿过线粒体内膜的运动与氧化磷酸化最后一步中 ATP 合成酶的旋转运动紧密结合来实现的。线粒体内膜的褶皱被称为嵴，它提供了一个大的、离子不可渗透的表面区域，上面布满了呼吸酶，包括 ATP 合成酶二聚体。以前曾测定过分离的 ATP 合成酶的结构，并观察到将其重组到脂质体中后，会自发形成二聚体行，使脂质体膜弯曲；但 ATP 合成酶在其自然环境中的结构尚未测定，因为自然环境中保留了电化学质子梯度。现在，Dietrich 等人利用低温电子断层扫描（cryo-ET）技术，确定了单细胞藻类多孔菌（Polytomella）线粒体 ATP 合成酶的结构。研究小组观察到了平行排列的 ATP 合成酶二聚体，它们以左旋螺旋几何形状围绕嵴脊扭转。ATP 合成酶二聚体的排列决定了嵴的形状。